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Mit Azure bereit für die Entwicklung im Bereich Luft- und Raumfahrt über unseren Planeten hinaus

Veröffentlicht am 4 April, 2022

Corporate Vice President, Mission Engineering, Microsoft Azure

Entwicklungspipeline für die Luft- und Raumfahrt von der Erde zum Satelliten.

Mit Azure kann jeder Entwickler ein Luft- und Raumfahrtentwickler sein. Microsoft unterstützt schon lange die Community der Softwareentwicklung. Wir verfügen über die weltweit umfassendsten Entwicklertools und -plattformen, von GitHub bis Visual Studio, und unterstützen die verschiedensten Branchen und Anwendungsfälle aus den Bereichen Gesundheitswesen, Finanzwesen, kritische Infrastruktur und jetzt aus dem Bereich Luft- und Raumfahrt.

Da Microsoft den Fokus auf den Bereich Luft- und Raumfahrt ausweitet, bringen wir die Leistungsfähigkeit, Zugänglichkeit und Sicherheit, die unsere Erfolgsgeschichte im Bereich Entwicklung ausmachen, in die Weiten des Weltraums. Microsoft unterstützt Entwickler mit einer Plattform für On-Orbit-Computing am ultimativen Edge, sodass Raumfahrzeuge, die KI-Workloads ausführen, mit der Hyperscale-Azure-Cloud verbunden sind.

Wir senken die Schwellen für den Einstieg in die Anwendungsentwicklung im Bereich Luft- und Raumfahrt und erhöhen die Flexibilität und Modularität von Softwarelösungen. Dies ermöglicht es den Entwicklern von Workloads für Luft- und Raumfahrt, die Produktivität unserer Entwicklertools und die Integration in Azure-Dienste ganz einfach zu nutzen – zum Entwickeln, Analysieren, Bereitstellen und Betreiben von Luft- und Raumfahrtanwendungen im Orbit und auf der Erde.

Heute stellen wir der Entwickler-Community neue Partnerschaften und Funktionen zur Verfügung:

  • NASA und Hewlett Packard Enterprise (HPE) testen KI am ultimativen Edge für die Sicherheit von Astronauten.
  • Neue Partnerschaften bringen Entwicklungsfunktionen für On-Orbit-Computing.
    • Ermöglichen neuer On-Orbit-Klimadatenanwendungen mit Thales Alenia Space (TAS).
    • Entwickeln neuer Technologien mit Loft Orbital, zur Veranschaulichung von neu einsetzbaren Satellitenfunktionen und nahtloser Konnektivität mit der terrestrischen Cloud.
    • Demonstration von rekonfigurierbarem On-Orbit-Computing und KI-Verarbeitung mit Ball Aerospace.
  • Schnelles Analysieren von weltraumgestützten Daten mit der neuen Referenzarchitektur für Azure Orbital mit Azure Synapse.
  • Die Unterstützung von Analysten mit neu integrierten räumlichen Blackshark.ai-Modellen ist mit Azure Orbital verfügbar.

Testen von KI für die Sicherheit von Astronauten am ultimativen Edge

Microsoft, NASA und HPE haben einen KI-Workloadtest entwickelt, der auf der Internationalen Raumstation (ISS) ausgeführt werden kann, um Schäden an der Astronautenausrüstung zu erkennen.

Mithilfe der Cloud Computing-Plattform von Microsoft hat die NASA zusammen mit Microsoft eine Anwendung für maschinelles Sehen entwickelt, die den Zustand der Handschuhe identifiziert. Nach dem Training in der Cloud wurde die App auf dem HPE Spaceborne Computer-2, einer KI-fähigen Software- und Hardwareplattform, an Bord der ISS bereitgestellt und dann am ultimativen Edge betrieben, um sowohl lokale als auch die Remote-Analysen des Handschuhzustands zu ermöglichen.

Erfahren Sie noch heute mehr über dieses Projekt.

On-Orbit-Partnerschaften

Thales Alenia Space ermöglicht zusammen mit Microsoft neue Anwendungen für On-Orbit-Klimadaten, um einzigartige Erkenntnisse aus der Erdbeobachtung zu gewinnen.

Satelliten in der Luft- und Raumfahrt.

Microsoft arbeitet mit Thales Alenia Space zusammen, um On-Orbit-Computing-Technologien mit einer Demonstration an Bord der Internationalen Raumstation (ISS) zu veranschaulichen und zu validieren. Thales Alenia Space, ein Zusammenschluss von Thales (67 Prozent) und Leonardo (33 Prozent), ist führend im Bereich der orbitalen Infrastruktur und entwickelt leistungsstarke Edge-Computing-Lösungen für die Luft- und Raumfahrt.  Microsoft und Thales Alenia Space werden einen leistungsstarken On-Orbit-Computer, ein On-Orbit-Anwendungsframework und leistungsstarke Erdbeobachtungssensoren bereitstellen, um neue Anwendungen zur On-Orbit-Klimadatenverarbeitung zugunsten der Nachhaltigkeit unseres Planeten zu ermöglichen. In Zusammenarbeit mit Microsoft Research (MSR) werden Microsoft und Thales Alenia Space mit Forschungsteams aus den Bereichen Fernerkundung, Maschinelles Sehen und Klimaforschung zusammenarbeiten, um das Potenzial von On-Orbit-Computern der nächsten Generation für die Erdbeobachtung zu demonstrieren. Diese Weltraum-Edge-Computing-Kapazität wird es möglich machen, schnellere, punktgenaue Erkenntnisse zur Erdbeobachtung zu gewinnen, die sofort für die Überwachung, das Verständnis und den Schutz unseres Planeten eingesetzt werden können. Diese Kooperation folgt ein Jahr später, nachdem Deeper Vision, eine Software zur Analyse von Erdbeobachtungsdaten von Thales Alenia Space, in Azure Space integriert wurde. Sie ist ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zu gemeinsamen strategischen Zielen zwischen Microsoft und Thales Alenia Space, die gerade eine Absichtserklärung zu räumlichen Lösungen, digitalen Bodensegmenten und Weltraum-Edge-Computing unterzeichnet haben.

Neue Partnerschaft mit Loft Orbital, um Weltraum-Edgecomputing und die Softwarebereitstellung für den Orbit voran zu bringen.

Die Partnerschaft zwischen Microsoft und Loft Orbital wird eine neue Möglichkeit zur Verfügung stellen, Softwareanwendungen für Luft- und Raumfahrtsysteme in Microsoft Azure zu entwickeln, zu testen und zu validieren und diese dann nahtlos mithilfe der Luft- und Raumfahrt-Infrastruktur-Tools und -plattformen von Loft für Satelliten im Orbit bereitzustellen. Diese Lösung bietet auch effizientere Flugrouten für moderne „massenlose“ Nutzdaten, bei denen Parteien, die Weltraumfunktionen benötigen, gemeinsam genutzte On-Orbit-Hardware nutzen können, anstatt eigene Hardware erstellen und starten zu müssen.

Loft-Satellit, Satellitenkontrollzentrum in San Francisco, Satellitenkontroll-Benutzeroberfläche

In Zusammenarbeit mit Loft bringen wir zentrale Satellitenfunktionen wie das Tasking, das normalerweise auf der Erde ausgeführt wird, in ein agileres Befehls- und Tasking-Paradigma, das im Orbit ausgeführt wird. Zu diesem Zweck integrieren wir die Microsoft Azure-Produktsuite, einschließlich terrestrischer Cloud- und Erdfunkstellendiensten, mit Loft-Softwarefunktionen, die den Zugang zu Raumfahrzeugen ermöglichen, einschließlich In-Orbit-Edge-Computing-Umgebung und Sensoren.

Diese strategische Partnerschaft bietet staatlichen und kommerziellen Benutzern eine skalierbare und vereinfachte Möglichkeit zur Bereitstellung von Software im Weltraum, wodurch neue Paradigmen in den Bereichen Fernerkundung, Edge-Computing, On-Orbit-Autonomie und anderen Bereichen ermöglicht werden. Diese bahnbrechenden Funktionen werden zuerst mit einem gemeinsam genutzten Satelliten auf den Markt gebracht, der 2023 an den Start gehen wird und eine Hostumgebung für Softwareanwendungen von Drittanbietern bietet, sodass Benutzer ihre Anwendungen im Orbit bereitstellen und betreiben können.

Demonstration von rekonfigurierbarem On-Orbit-Computing und Verarbeitung mit Ball Aerospace.

Ball Aerospace-Routingarchitektur

Ball Aerospace, ein Systemintegrator mit langjähriger Erfahrung in der Entwicklung und Erstellung von Satellitenprogrammen und Missionsanwendungen für die Regierung, plant eine Reihe von On-Orbit-Testbed-Satelliten, die auf die agile Implementierung neuer Software und Hardware für die US-Regierung abzielen. Ball Aerospace und Microsoft arbeiten zusammen an der Ausführung dieser Raumfahrzeug-Missionen, um rekonfigurierbare On-Orbit-Technologien zur Verarbeitung unter Verwendung der Azure Cloud zu demonstrieren. Dies umfasst die Verwendung von Containerisierung und Cloud am Edge, um einen softwaredefinierten Missionsansatz zu ermöglichen, der Standards wie Sensor Open Systems Architecture (SOSA), Universal Command and Control Interface (UCI) und Open Mission Systems (OMS) umfasst. Modulares und rekonfigurierbares On-Orbit-Computing wird mehrere komplexe Missionen für die US-Regierung unterstützen und die Fähigkeit für zukünftige Konzepte für mehrere kleinere, agile Funktionen für Missionen in allen US-Raumfahrtprogrammen gewährleisten.

Analysen für weltraumgestützte Daten mit Azure Orbital

Satellitenbilder sind eine wertvolle Ressource – die Verwendung von KI mit Satellitenbildern ist ein Wertmultiplikator. Mithilfe von räumlicher KI über denselben Interessenbereich mit regelmäßig aktualisierten Satellitenbildern können Analysten die Änderungserkennung für ihre jeweiligen Interessenbereiche überwachen.

Die Verwendung von KI mit Satellitenbildern ist ein leistungsstarkes, kosteneffizientes Tool für alle Branchen, die große Teile der Erde überwachen, messen und/oder monetarisieren. Die Extraktion dieses Werts ist schwierig, da es sich bei Satellitenbildern um unstrukturierte Big Data handelt, deren Umwandlung und Analysen erhebliche Ressourcen erfordert, um auf Informationen zugreifen zu können und sie als strukturierte Daten zu speichern und zu verwenden.

Das Azure Space-Team hat eine Referenzarchitektur veröffentlicht, die zeigt, wie KI mithilfe von Azure-Ressourcen auf Satellitenbilder im großen Stil angewendet wird. Diese Referenzarchitektur nutzt Azure Synapse Analytics, Azure Data Lake Store Gen 2, Apache Spark Pool, Azure Data Share, Azure Batch und Azure Container Registry. Dieser Azure-Workflow reduziert die Komplexität bei der Gewinnung von Erkenntnissen aus Fernerkundungsdaten, indem er beschreibt, wie Azure-Ressourcen gruppiert werden können, um Satellitenbilder zu erfassen, zu speichern, zu transformieren und KI auf sie anzuwenden und die Ergebnisse dann für verschiedene Anwendungen zu nutzen. Azure-Ressourcen ermöglichen Flexibilität im Workflow, die Verwaltung von Speicheroptionen, die Parallelisierung der Arbeitsauslastung und die (erneute) Verwendung von Containermodellen.

Räumliches Bild.

Aufgrund der Orchestrierungsflexibilität von Azure können Kunden ihre eigenen Bilder verwenden. Wenn ein Kunde Bilder benötigt, kann er alternativ eine andere Bildanbieter-API aufrufen und den jeweiligen Interessenbereich, die Auflösung und das Alter ihrer Wahl über den Microsoft-Partner Provider, Intelligence oder den Planetary Computer von Microsoft angeben. Kunden können auch ihre eigenen trainierten Modelle in die Orchestrierung einbringen. Wenn ein Kunde räumliche Intelligenz und Fernerkundung benötigt, bietet Microsoft Partnerschaften mit Blackshark.ai, Orbital Insight und Esri. Für Kunden, die KI erstellen möchten, bietet Microsoft Tools wie Azure Machine Learning und Azure Custom Vision.

Räumliche Blackshark.ai-Modelle sind für Analysen in Azure verfügbar

Blackshark.ai bietet eine räumliche End-to-End-Plattform. Teil dieser Plattform ist der räumliche Analysedienst Orca, der Objekte erkennt und Attribute zu Gebäuden, Vegetation und einer wachsenden Anzahl anderer Erkennungsklassen extrahiert, z. B. Straßen oder Infrastruktur. Dieser Dienst ist jetzt über Azure Synapse Analytics verfügbar.

Räumliches Bild mit KI-Beschriftung.

Der vollständig in Azure Synapse Analytics integrierte Orca-Containerdienst bietet schnelle, globale und genaue Erkenntnisse auf der Grundlage von Satelliten- oder Luftbilddatensätzen, die über Azure oder von Kunden bereitgestellt werden. Sobald neue Eingabedaten verfügbar sind, kann der Orca-Dienst präzise Erkenntnisse für die Objekt- und Änderungserkennung liefern und Anwendungen wie effiziente 3D-Zuordnungsdienste, logistische Planung, Risikoanalyse, Planung der Weitergabe von Telekommunikationssignalen oder von Katastrophenhilfe ermöglichen. Ausführlichere Informationen zum Orca-Dienst finden Sie auf der Orca-Supportseite.

Weitere Informationen

Durch unsere heutigen Ankündigungen senken wir weiterhin die Schwellen für den Zugang zum Weltraum. Wir arbeiten eng mit unseren Partnern zusammen, um Entwicklern, die weltraumbasierte Workloads erstellen, die Möglichkeit zu geben, das Beste aus Azure-Diensten und -Funktionen einfach zu nutzen, um ihren Entwicklungsansatz für den Weltraum zu transformieren. Wir arbeiten auch eng mit einem wachsenden Partnerökosystem zusammen, um Innovationen für die Erde und den Weltraum voranzutreiben.

Durch die Kombination von Cloud- und On-Orbit-Funktionen werden neue Anwendungen noch schneller erstellt und iteriert, was wiederum neue Ansätze für anspruchsvolle Probleme bietet. Wir freuen uns darauf, unsere Branchenkollegen zu treffen, um diese Diskussion beim Space Symposiumdiese Woche fortsetzen zu können.

Erfahren Sie noch heute mehr über Azure Space.